酵素模倣型キラル求核触媒の設計および不斉反応の探索

環境に配慮した分子変換プロセスの開発は、地球環境への負荷を軽減し高度文明を維持する上で、最重要課題のひとつである。生態系における酵素反応は基質特異性があるものの、環境との調和という観点から、本課題を実現するための模範的な反応と位置づけられる。本研究では、酵素反応で重要な役割を果たしている2つの官能基アゾールとグアニジンの生体機能に着目し、新規アゾール/グアニジン2成分系触媒の設計開発を試みた。初年度は、強塩基グアニジンの脱プロトン化よる高活性求核種アゾールの創製について、Morita-Baylis-Hillman(MBH)反応をモデルに、検討した。具体的には、最も単純なテトラメチルグアニジン(TMG)を用い、種々のアゾールを組み合わせて2成分触媒系の探索を行った。芳香族アルデヒドとシクロヘキセノンとの反応をアゾール/グアニジン2成分触媒系存在下で行ったところ、8から15程度のρKaを有するイミダゾールを用いた場合に、高収率でMBH付加体を得ることに成功した。イミダゾールもしくはTMGを単独で触媒として用いた場合はいずれも生成物が得られなかった。したがって、上述の結果は高活性求核種イミダゾールがグアニジンの脱プロトン化により生成し、グアニジウムカチオンが、生じたエノラート種の安定化に寄与している可能性を強く示唆している。初年度の結果をもとに、次年度はエナンチオ選択的な触媒系に展開予定である。

環境に配慮した分子変換プロセスの開発は、地球環境への負荷を軽減し高度文明を維持する上で、最重要課題のひとつである。生態系における酵素反応は基質特異性があるものの、環境との調和という観点から、本課題を実現するための模範的な反応と位置づけられる。本研究では、酵素反応で重要な役割を果たしている2つの官能基アゾールとグアニジンの生体機能に着目し、新規アゾール/グアニジン2成分系触媒の設計開発を試みた。初年度は、強塩基グアニジンの脱プロトン化よる高活性求核種アゾールの創製について、Morita-Baylis-Hillman(MBH)反応をモデルに、検討した。具体的には、最も単純なテトラメチルグアニジン(TMG)を用い、種々のアゾールを組み合わせて2成分触媒系の探索を行った。芳香族アルデヒドとシクロヘキセノンとの反応をアゾール/グアニジン2成分触媒系存在下で行ったところ、8から15程度のρKaを有するイミダゾールを用いた場合に、高収率でMBH付加体を得ることに成功した。イミダゾールもしくはTMGを単独で触媒として用いた場合はいずれも生成物が得られなかった。したがって、上述の結果は高活性求核種イミダゾールがグアニジンの脱プロトン化により生成し、グアニジウムカチオンが、生じたエノラート種の安定化に寄与している可能性を強く示唆している。初年度の結果をもとに、次年度はエナンチオ選択的な触媒系に展開予定である。